• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.91-99
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• 2018

최근 국내 ESS의 보급이 늘어나면서 화재사고 또한 발생하고 있다. 2018년 7월까지 총 7건이 발생하였다. 7건 모두 리튬이온배터리로 구성된 ESS 시스템으로 발화 이후 자동소화설비 또는 소방서에 의해 진화되지 못하고 전소되었다. 본 논문에서는 최근 발생한 ESS 화재현황 및 현장조사를 바탕으로 ESS 화재의 특징을 파악하고 발화원인을 환경적, 전기적, 열적 요인으로 나누어 분석하였다. 그 결과 ESS 화재가 시스템의 설치환경과 상관관계가 있음을 파악하였다. 국내외 리튬이온배터리 시험표준 및 ESS 시설기준 조사에서는 국내외 동향 및 차이점을 파악하였다. 화재현황 및 현장조사, 국내외 시설기준 조사 등을 토대로 ESS 화재 시 화재 확산을 방지하고 예방하기 위한 대책을 제시하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제7권1호
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• pp.35-43
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• 2021

한국전력공사 전력연구원에서는 2018 년 고창 전력시험센터에서 최초 화재 발생 이후, ESS 시스템의 화재 발생 원인에 대한 분석 및 실증시험을 수행하였으며, 이를 통해 현장에서 화재 발생을 최소화할 수 있는 다양한 설비개선안을 도출하였다. 도출된 설비개선안을 통하여 기술지원 요청 부서에서는 전국의 모든 현장 적용을 시행하고 있으며, 이를 통하여 한전이 보유한 모든 ESS 설비는 2021 년 내재 가동될 예정이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권2호
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• pp.147-155
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• 2020

본 논문은 ESS 화재전용 소화약제 및 소화시스템 개발에 관한 연구이다. ESS 화재를 진압하기 위해 제작된 소화약제는 침윤제 타입으로 주된 소화효과인 냉각작용과 더불어 질식작용과 함께 표면장력 및 점도를 낮춘 침투성이 높은 소화약제로 ESS 모듈 내부의 배터리 셀까지 소화약제가 침투 가능한 특징이 있다. 소화시스템의 경우 랙 단위로 화재를 진압하는 국소방출방식으로 설계하였고, 소화효과를 극대화하기 위해 랙에 장착되는 일반형 노즐과 ESS 모듈 후면 홀에 삽입하는 360° 회전형 노즐을 제작하고, 가스방출압력에 의해 소화약제가 강하게 방사되도록 하였다. ESS 모듈 1단위 및 모듈 3단위 화재진압성능 실험결과 소화약제 방사 후 각각 8 s 및 9 s 만에 눈에 보이는 화염이 모두 소멸되었다. 또한, 소화약제 방사종료 후 600 s 동안 재발화 여부를 확인한 결과 모든 화재진압성능 실험에서 재발화가 일어나지 않고 ESS 화재가 완벽히 진압되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.140-141
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• 2021

ESS refers to a device that can store electrical energy produced by renewable energy generation, etc. and use it when necessary. Lithium-ion batteries are composed of high energy density and combustible electrolyte, so once ignited, it is difficult to extinguish. Many studies have been conducted to solve the problem of the battery itself as the cause of the fire. However, there is also a problem with the structure in which ESS(hereinafter referred to as ESS storage) is installed itself. Therefore, the purpose of this paper is to provide data to solve the problems related to ignition and fire spread due to the problem of ESS storage. In summer, the internal temperature of the ESS storage rises due to solar radiation to trigger a fire, so it is necessary to prevent an internal temperature rise due to solar radiation. Research on standards, materials used, structures, etc. for ESS storage and new regulations are required.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.441-442
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• 2019

최근 ESS 배터리의 화재로 이를 사전에 방지할 수 있는 알고리즘의 중요성이 부각되고 있다. 본 논문에서는 배터리 퇴화 실험 결과 프로파일에서 특성을 보여 퇴화 factor로 선정한 배터리 내부 저항, 방전 용량을 입력으로 하여 이를 Fuzzy Logic으로 구현하여 배터리의 퇴화 상태를 추정한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.568-574
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• 2020

최근, 신재생에너지원의 출력 안정화, 수요관리 및 주파수 조정 등 다양한 기능을 가지고 있는 전기저장장치(energy storage system, ESS)의 설치가 매년 증가되고 있다. 그러나, 2017년 8월에 발생한 고창 전력시험센터의 ESS 화재를 시작으로 경산 변전소, 군산 태양광발전소 등 현재까지 총 29건의 화재사고가 발생하여 많은 재산피해가 보고되고 있다. 이러한 전기저장장치의 화재사고는 전기저장장치의 용량이나 계절과는 무관하게 발생되고 있으므로, ESS의 화재원인을 정확하게 파악하고 안전성을 확보하기 위하여 ESS의 사고특성에 대한 분석이 요구되어지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 ESS의 사고특성을 분석하고 안전성을 확보하기 위하여, 전력계통 상용해석 소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 ESS의 모델링을 수행한다. 다양한 시나리오를 기반으로 ESS의 단락사고특성을 확인한 결과, 높은 사고전류로 인하여 보호기기인 퓨즈가 동작하고, 매우 큰 CMV(common mode voltage)가 발생하여 ESS의 절연이 파괴될 가능성이 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 이러한 문제점을 극복하기 위하여, ESS의 배터리측과 PCS측에 각각 SPD를 설치한 경우, DC측 전로에서 발생하는 CMV가 3[kV] 이내로 크게 감소되어 ESS의 절연파괴를 방지할 수 있음을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.165-174
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• 2019

연구목적: 본 연구에서는 제안되는 ESS 컨테이너 화재사고의 원인들에 대한 상관관계를 확인하였다. 연구방법: 이들의 개선에 필요한 컨테이너 내부의 환경개선을 통하여 컨테이너 화재사고의 저감 가능성에 대한 조사를 시행하였다. 연구결과: 본 연구를 통해 내 외부 온도차에 발생되는 수분응결 조건의 개선과 이를 통한 BMS board의 절연 내력의 변화가 있음을 확인하였다. 연구결론: BMS Board 응결과 절연 내력저하와의 상관 관계를 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.219-226
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• 2020

Given the change in the energy market, large energy storage systems (ESS) is rapidly entering the market. In this rapid spread, fire accidents are becoming an issue. This study attempts to approach the fire from the system point of view to analyze the problems caused by bonding from different perspectives. Moreover, to conduct this study, the fabrication of real objects is dangerous, which needs to be verified through simulation. In this study, we approach the cause of fire that occurs in large-capacity ESS from the system perspective. We focus on determining the effects of cell balancing performed on the BMS after charging. Thus, we analyze the cell balancing behavior and the linkage risks to the various stacks. The study also explores why no fire occurs during 70% operation.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.383-391
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• 2020

연구목적 : 에너지 저장실의 외부 화염에 의한 내부자기 점화 및 점화를 식별하고, 과열로 인한 점화와 외부 열원에 의한 점화의 차이를 분석하는 것이다. 연구방법 : 분리막 녹는점 측정, 배터리 외부 수열 실험, 배터리 과충전 실험, 과충전과 외부수열에 의한 연소 시 전극 판 비교분석, 과충전 연소 특징, 외부수열 화재 연소특징, 3.4(전극판 비교)/ 3.5(과충전)/ 3.6(외부수열) 분석 실험을 하였다. 연구결과: 화재 발생 시까지 센서의 위치에 따른 온도 차이가 극심했음으로 기존처럼 한 모듈 당 온도 센서 두 개로는 측정값이 부족해 온도제어를 통한 화재를 사전에 방지할 수 없다고 판단한다. 결론: 단락이 점화원으로 작용하여 혼합가스에 착화돼 가스폭발이 발생하고, 폭발 압력에 의해 전극이 잘게 파손되며, 가루형태의 리튬산화물이 불꽃반응에 의해 폭죽과 유사한 불꽃이 분출되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.556-564
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• 2021

본 논문에서는 친환경 선박용 전기추진시스템의 안전성 향상 기술개발 동향에 대해 조사하였다. 온실효과 및 탄소배출량 감축을 위해 친환경 전기선박에 대한 수요는 점차 늘어날 전망이다. 친환경 전기선박의 주요 구성요소 중 하나인 에너지 저장장치에는 에너지밀도와 효율이 높은 리튬이온 배터리가 일반적으로 사용된다. 하지만 리튬이온 배터리는 에너지 저장장치의 주요 화재원인 중 하나로 지목된다. 항해 중인 선박에 화재 발생 시, 화재진압을 위한 소방설비 및 소방작업이 제한되어 친환경 선박에서의 안전성 향상기술은 더욱 중요하다. 본 논문에서는 친환경 선박의 안전성 향상을 위한 전기추진모터 및 에너지저장장치에 적용되는 최신 기술에 대해 조사 및 분석을 진행하였다.